Мистика дат или SYK как неизбежность

Переходя к сопоставлению соответствий между нетривиальными математическими открытиями в рамках SYK и простыми-наглядными особенностями в механике осциллонов, прежде всего надо подчеркнуть такой факт. На самом деле практически все те новые вещи, что открываются ныне на данном направлении, были известны науке и прежде. Просто названия им давали другие, да и что делать с ними, ученые толком не понимали.

Постоянно подчеркивать этот факт по ходу рассказа надо для того, чтобы было отчетливо видно, насколько близко наша наука физика постоянно находилась от совершенно иной, более адекватной картины природы. Но всякий раз, когда оставалось сделать всего лишь один нужный шаг, этот шаг упорно делали в другую сторону. И будет совсем уж глупо еще раз повторить эту же ошибку и теперь…

Дабы же исключительную особенность нынешнего момента в истории науки на этой планете можно было прочувствовать действительно глубоко и отчетливо, хронологию великих открытий следует отобразить в довольно специфическом виде «шагов длиною в пол-столетия».

#

Год 1865. Согласно утвердившейся традиции, именно этот год принято считать датой рождения теории электромагнетизма Максвелла. Тогда же, соответственно, появилась и загадочная максвеллова концепция «тока смещения», что обеспечило единое описание для эффектов электричества и магнетизма. Сам автор, правда, не успел дать внятную интерпретацию этой идее, однако она появилась уже через пару лет после смерти Максвелла – от норвежского теоретика Карла Бьеркнеса.

Загадочный «ток смещения» без движения заряда Бьеркнес стал трактовать как пульсацию сферы. То есть осциллирующие перемены в размере шарика, представляющего элементарный электрический заряд. При помещении такой сферы в воду её пульсация порождала на поверхности волны, и с опорой на физику волн этой очевидно гидродинамической модели Бьеркнес сумел вывести все соотношения максвелловой теории электромагнетизма.

Ключевой идеей в основе этого успеха стало то, что одноименные заряды трактовались как сферы, пульсирующие в одной фазе, а противоположные заряды, соответственно, как те же сферы с колебаниями в противоположной фазе. Поэтому есть основания утверждать, что уже тогда Бьеркнес теоретически открыл не только «прототип феномена» для фермиона Майораны, но и наглядную физику осциллонов в гранулированных материалах – за сто с лишним лет до того, как это было сделано экспериментально в середине 1990-х годов…

Более того, поскольку в тот же период XIX века не только среди физиков-математиков, но даже и в научно-популярной литературе для народных масс активно обсуждались идеи многомерных пространств [af], у людей имелось и общее понимание того, что может означать «пульсация сферы» с геометрической точки зрения. Подобно тому, как в плоском 2D-мире прохождение через него 3D-мяча воспринимается в виде сначала расширяющегося, а затем сужающегося круга, так и осциллирующие смещения сферического объекта по 4-му измерению с регулярным прохождением через наш мир должны выглядеть как пульсации в размерах 3D-шарика.

Помимо вполне прозрачных взаимосвязей этой механики электромагнитных осцилляций с идеями квантовой физики, трактующей частицы с их волновыми функциями как гармонические осцилляторы, гидродинамическая теория Максвелла-Бьеркнеса содержала в себе и еще кое-что. Нечто столь же принципиально важное для гладкого перехода от физики классической к грядущим новым теориям XX века.

Когда квантовую физику частиц удалось увязать со специальной теорией относительности, то неожиданно выяснилось, что в максвелловых уравнениях неявно уже присутствовал математический механизм для учета деформаций пространства-времени в зависимости от скорости объекта. Иначе говоря, загадочный «ток смещения» теперь оказался «релятивистской поправкой» – заложенной в уравнения почти за полстолетия до появления теории относительности.

К великому сожалению, все преимущества гидродинамической «теории пульсаций» Бьеркнеса в науке XX века оказались абсолютно не востребованы. Отчего сегодня об этом практически никто ничего не знает…

#

Год 1915. Быстро промотав ленту истории на 50 лет, мы попадаем в год рождения теории гравитации Эйнштейна, за которой закрепилось крайне неудачное название ОТО или «общая теория относительности». В высшей степени неудачным данное название следует считать по той причине, что относительность тут фигурирует скорее для затуманивания картины. Потому что на самом деле в основе этой теории лежит нечто совершенно иное: концепция пространства как физической среды, имеющей гидродинамическую природу.

Для людей науки это, вообще говоря, факт хорошо известный. Однако, формулировать суть подобным образом научные традиции запрещают. Итогом же столь странной ситуации оказывается то, что уравнения Эйнштейна подвели науку к таким дверям новых свершений, которые ученые по сию пору так и не сумели как следует открыть. Точнее говоря, открыть-то открыли практически сразу, вот только перешагнуть через порог и идти дальше никто не решается даже столетие спустя.

Уже на следующий год после публикации эйнштейновых уравнений, в 1916 Карл Шварцшильд дал для них точное, простое и красивое решение, вошедшее в историю как «метрика Шварцшильда». Ныне это решение широко известно, как начало теории черных дыр. Но при этом куда меньше известно, что в решении Шварцшильда искривленная геометрия пространства изначально имела вид сдвоенной воронки.

Коллеги-ученые, оценившие красоту открытия, при этом, однако, расценили вторую половину сингулярности как «нефизичную», а потому стали выбрасывать её из дальнейших рассмотрений, предпочитая заниматься лишь одной стороной структуры. Что сказал бы по этому поводу сам автор, осталось неизвестным, поскольку практически одновременно с открытием у Шварцшильда стала стремительно развиваться опасная болезнь. И буквально через несколько месяцев после публикации своей работы он скончался – в расцвете творческих сил и в возрасте 42 лет…

Хорошо известно, что Альберт Эйнштейн, непосредственно общавшийся с Карлом Шварцшильдом, был буквально поражен, что для его весьма нетривиального уравнения так быстро обнаружилось простое и элегантное решение. Но куда больше, наверное, ученый был потрясен, когда спустя несколько лет другой исследователь, Теодор Калуца, обнаружил в гравитационных уравнениях Эйнштейна еще и математику электромагнитных уравнений Максвелла. По сути единственное, что для этого понадобилось, это расширить размерность уравнений с четырех измерений пространства-времени до пяти.

Ну а дабы не показалось мало, практически тогда же, в начале 1920-х годов, Оскар Клейн сумел вывести из 5-мерной версии гравитационных формул Эйнштейна еще и волновое уравнение для квантовой частицы. Чуть позже эта формула станет знаменитой под названием «уравнение Шрёдингера» – по имени другого автора, открывшего уравнение одновременно с Клейном. Причем существенно, что идеи Эрвина Шрёдингера двигались по существенно иной траектории – вообще без уравнений Эйнштейна и перехода в геометрию 5D.

Дальнейшие расклады в истории науки легли так, что для череды замечательных новых открытий в едва народившейся квантовой механике оказалось вполне достаточно традиционных и понятных четырех измерений пространства-времени. А чуть ли не единственным из великих, кого по-прежнему чрезвычайно интересовала единая природа электромагнетизма и гравитации, оказался Альберт Эйнштейн. Квантовая физика в условиях 4D ничего содержательного на этот счет сказать не могла, отчего у Эйнштейна, естественно, появились как сильнейшая неприязнь к новым формалистическим подходам, так и желание создать собственную, более внятную альтернативу с единым взглядом на мир.

Уже к середине 1930-х годов Эйнштейну удалось выйти на действительно верный путь – в содружестве с молодыми коллегами Натаном Розеном и Борисом Подольским. Одно за другим были сделаны два великих теоретических открытия:
(1) «Мост ЭР», где решение Шварцшильда было взято за основу для представления частицы как трубки-перемычки или микроскопически малого «моста», через пятое измерение соединяющего два 4D-листа параллельных пространств;
(2) «Эффект ЭПР» или феномен квантовой сцепленности, как назовет его Эрвин Шредингер, то есть способность частиц к мгновенному взаимодействию в независимости от разделяющего их расстояния.

По сути дела, мост Эйнштейна-Розена – как общее решение для эйнштейновых уравнений гравитации и уравнений электромагнетизма Максвелла – был воздвигнут целиком из мира физики классической (не давая никаких объяснений эффектам квантовым). А сугубо квантовый и в высшей степени парадоксальный эффект Эйнштейна-Подольского-Розена – в сочетании с 5D-физикой Оскара Клейна – должен был показать, каким образом через добавление пятого измерения классическая физика может быть гармонично объединена с физикой квантовой. Причем в эту же картину, если приглядеться, прекрасно вписывается еще и открытый в те же годы фермион Майораны – как неразрывная пара частиц-антиподов, осциллирующих под воздействием дилатона, и как внятное пояснение для нетривиальной в своей динамике двухлистной конструкции.

Но никто и ничего, к сожалению, в те годы здесь не увидел. Великий Майорана просто бесследно исчез. Великий Эйнштейн, не сумев развить идею моста ЭР в квантовую область, был одновременно уверен, что его парадокс ЭПР – это яркое доказательство несостоятельности (или «неполноты», выражаясь точнее) квантовой механики. Ну а все прочие – великие и не очень – предпочитали заниматься другими делами, не находя в этих открытиях ничего грандиозного или хотя бы выдающегося.

#

Год 1965. Опять перематываем хронологию еще ровно на 50 лет вперед и попадаем в «год триумфа Ричарда Фейнмана». Именно тогда выдающийся ученый был удостоен Нобелевской премии, прочитал свой знаменитейший по сию пору цикл научно-популярных лекций «Характер физических законов» и выпустил книгу-учебник «Квантовая механика и интегралы по траекториям». [rf]

Для следствия Sci-Myst совершенно особый интерес представляет последний пункт в этом списке. Но не потому, что фейнмановские интегралы по путям заняли в современной физике исключительно важное место, фактически став основой Стандартной Модели частиц. А по той причине, что именно в данной книге научному сообществу была впервые представлена в корне иная – дискретная – модель физики, отражающая скрытое от нас устройство природы более адекватно, нежели все нынешние общепринятые теории.

Сегодня эта конструкция известна специалистам под названием «фейнмановская модель шахматной доски», традиционно рассматривается как забавный математический казус, а потому широкая публика об этой разработке знаменитого теоретика практически ничего не ведает. Ирония истории, однако, заключается в том, что нынешняя новейшая модель SYK связана с той давнишней моделью Фейнмана самым непосредственным образом. По этой причине есть все основания рассматривать SYK как прямое развитие фейнмановской идеи.

Суть шахматной модели Фейнмана, если совсем вкратце, сводится к физике предельно упрощенной системы вида (1+1), то есть имеющей 1 измерение для пространства и 1 для времени. Принципиально важно, что частица в таком пространстве движется строго дискретными скачками – в каждом такте со скоростью света смещаясь на единицу во времени (только в одну сторону) и на единицу в пространстве (вправо или влево, как одномерный аналог киральности или спина). Если приравнять единицы длины и времени, то получается, что в такой схеме траектория частицы напоминает диагональные скачки шашечных фишек на шахматной доске.

Поразительная же глубина этой дискретной и совсем несложной по сути модели заключается в том, какие результаты из неё стал извлекать Ричард Фейнман, применяя свой собственный метод интегрирования по всевозможным траекториям частицы. Для начала он вывел отсюда аналог волнового уравнения Шрёдингера, а затем и соответствующий 2-мерный аналог релятивистского уравнения Дирака (сочетающего в себе квантовую механику, специальную теорию относительности и феномен спина)…

Если вспомнить, что всё нынешнее здание физики выстроено на основе «самоочевидных» идей о непрерывности пространства и времени, то несложно постичь, к сколь революционным и грандиозным переменам в науке могла бы вести новая дискретная модель Фейнмана. При том условии, конечно же, если бы ему удалось развить её от игрушечного состояния клеток на 2D-доске до размерности (3+1), свойственной реальности нашего пространства-времени.

Но как раз именно этого сделать учёному, увы, не удалось… Модель свою он забросил как бесперспективную, а в учебник вставил её в качестве занятного самостоятельного упражнения для аспирантов и студентов-старшекурсников.

#

Год 2015. В последний раз перемотав ленту хронологии еще на 50 лет вперед, мы оказываемся, наконец-то, там, где начинается самая главная часть этой истории – в точке рождения модели SYK от Алексея Китаева. Причем теперь, помня о всех ключевых идеях предыдущих сцен, есть возможность увидеть, что это не только «простая модель квантовой голографии», но и много, много больше того.

По сути все проблемы и неясности, что были порождены за полтора столетия теоретических изысканий в физике, новая модель способна – в потенциале – не просто разрешить, но и сделать это красиво-естественно. Отчего станет ясно, что по-другому и быть тут не может.

Например, уже сейчас SYK позволяет понять причины, из-за которых Фейнману не удалось продвинуть свою шахматную модель на большее число измерений. А развивая эти идеи дальше в том же направлении, на основе SYK и концепции осциллонов можно естественным образом выстраивать и всю прочую новую картину мира – с дискретно-гранулированной гидродинамикой в основах раздвоенного пространства-времени и с опто-акустической голографией в основах многослойной структуры сознания-материи …

Конечно, всё то же самое можно осваивать и множеством других способов. Однако через SYK это делать не только нагляднее, но и более эффектно. Просто по причине рождения и развития важной теории непосредственно у всех на глазах – в масштабе реального времени. Да еще и при мощном мистическом фоне.